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Pourquoi l’utilisation d'un concept Déterministe-Probabiliste pour modéliser l’endommagement de fatigue par une approche micromécanique ?

[ jeudi 16-11-2006 12:00 | français ]Pourquoi l’utilisation d'un concept Déterministe-Probabiliste pour modéliser l’endommagement de fatigue par une approche micromécanique ? M. Abdul-Latif L3M, IUT de Tremblay en France
Résumé :
Afin mieux prévoir le comportement mécanique des polycristaux en fatigue plastique, une nouvelle approche a été récemment proposée. Il s’agit d’un Modèle Micromécanique Déterministe-Probabiliste (MMDP) couplé à l’endommagement mésoscopique. En se basant sur la limitation de l’approche proposée par ABDUL-LATIF et SAANOUNI (1996), un élargissement du champ d’applications du modèle est judicieusement effectué tout en considérant que l’élasticité et l’endommagement sont déterminés au niveau granulaire (mésoscopique). Ainsi, une nouvelle généralisation est proposée pour décrire le comportement élasto-inélastique cyclique sous chargements complexes des polycristaux à déformation ou à contrainte imposées. Dans ce contexte, cette généralisation considère que le comportement élastique couplé à l’endommagement d’un grain est linéaire, compressible et anisotrope. De plus, le modèle est exprimé dans le cadre de la plasticité dépendant du temps en petites déformations. Au niveau microscopique, la déformation inélastique hétérogène est déterminée par le glissement cristallographique. Supposons qu’une variable interne scalaire d’endommagement est capable de décrire l’amorçage d’une microfissure (ou microcavité) à l’échelle granulaire où le phénomène de localisation de déformation se produit. Le couplage entre le comportement et l’endommagement par le biais des différentes variables internes d’état est effectué. La difficulté relative à l’homogénéisation de l’endommagement, puis la définition du critère de l’endommagement total de l’EVR sont développées via une approche probabiliste. Le présent travail apporte une réponse, quoique partielle, à ce problème. La force thermodynamique associée de la variable d’endommagement est déterminée en utilisant le concept de l'énergie totale granulaire (élastique et inélastique). Des comparaisons entre les prédictions et les résultats expérimentaux sont effectuées tout en décrivant le comportement de l'alliage d'aluminium 2024 sous différents trajets de chargement cyclique biaxiaux complexes. Il est à noter que ces résultats quantitatifs illustrent la capacité du modèle en reproduisant le comportement cyclique de cet alliage. Qualitativement, le modèle est aussi examiné sous différents trajets de chargement cyclique à contrainte imposée afin de prédire en particulier le rochet couplé à l’endommagement. L’effet de la contrainte moyenne sur le comportement élastoinélastique macroscopique et la vie en fatigue sont aussi étudiés. Finalement, le développement proposé a bien prouvé sa capacité à estimer les caractéristiques de résistance en fatigue des polycristaux sous chargements aussi bien simples que complexes.